Transcript PowerPoint Presentation - Tartu Ülikooli Füüsika Instituut

Ioniseeriv kiirgus
ja töökeskkond
Kadri Isakar
TÜ füüsika instituut
[email protected]
22. märtsil 2013, Tallinnas
Sisu
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Radioaktiivne maailm
Näide – vesiniku aatomi kolm isotoopi.
Isotoop:
sama keemiline element, aga erinevad füüsikalised
sama arv prootoneid, erinev arv neutroneid tuumas
Stabiilne
Stabiilne
omadused
Radioaktiivne
Mis on mis?
Radioaktiivne lagunemine
Alfa – raske laetud osake (sisuliselt He tuum)
Beeta – kerge laetud osake (elektron või
positron)
Mis on mis?
Gammakiirgus
EM kiirgus, mis järgneb alfa- või beetalagunemisele.
Röntgenkiirgus
EM kiirgus, mida toodetakse tehislikult
o Vajab elektri olemasolu
o Ei ole tuumakiirgus, vaid tekib aatomi elektronkihis
EM kiirguste
skaala
Gammakiirgus
Röntgenkiirgus
Ultraviolett
Nähtav valgus
Infrapuna
Mikrolained
Raadiolained
Need kõik on elektromagnetlained.
Omadused ja mõju ainele
(sh inimesele) oleneb väga palju
lainepikkusest/sagedusest!!
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Kus?
Looduslik
Tehislik
Kõikjal!
Doosipirukas
Kus?
Ioniseerivat kiirgust leidub kõikjal looduses.
Lisaks rakendatakse erinevaid kiirguse liike:
Meditsiinis
Tööstuses
Teaduses
Keeruline küsimus:
Inimtegevuse tõttu kuhjunud looduslikud radioaktiivsed
materjalid (nn NORM jäätmed jms).
Keevituste kontroll jms.
Erinevate objektide
steriliseerimine.
Diagnostika.
Tuumameditsiin ja kiiritusravi.
Nivooandurid.
Tuumarelvakatsetused.
Keskmine aastane efektiivdoos
Maailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Interaktsioon ainega,
sh inimesega
Otsene (peamiselt laetud osakesed)
Kaudne (peamiselt footonid)
Kergem parandada
Raskem parandada
Kromosoomide aberratsioonid
Kahjustatud raku edasine käekäik
Mutation
repaired
Viable Cell
Unviable Cell
Cell death
Cancer?
DNA Mutation
Cell survives but
mutated
Ionisatsioon rakkudes
Inimene = umbes 1014 rakku.
1 mGy/a (nt looduslikud kiirgusallikad) =
1016 ionisatsiooni ehk 100 iga raku kohta
Eeldusel, et DNA moodustab 1% raku massist, võime
arvata, et iga raku igas DNA-molekulis toimub igal aastal
üks ionisatsioon.
…ja selle tulemus
999 1000-st kahjustusest parandatakse
999 1000-st parandamata rakust sureb
(miljonid rakud surevad iga päev nii ehk naa)
Osa rakke elab kahjustusega edasi (võivad
muteeruda)
Bioloogilised efektid
Kaudne
mõju
Otsene
mõju
Parandamine
Kahjustus
Raku
surm
Raku
modifikatsioon
Organi
kahjustus
Somaatilised
rakud
Sugurakud
Organismi
surm
Kasvaja
Leukeemia
Pärilikkusefektid
Deterministlik
Stohhastiline
Deterministlikud efektid
Läviväärtus
Kahjustuse määr sõltub doosi suurusest
Stohhastilised efektid
Eeldatakse, et läviväärtust ei ole
Kahjustuse esinemise tõenäosus sõltub doosi
suurusest; kahjustuse määr ei sõltu
Kasvaja areng
Vähieelne etapp
Algus
Kasvamine
Diagnoosimine
Metastaas
Rakkude surm ja paranemine
Peiteaeg
Haigus
Surm või eluea
lühenemine
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Doosid
Neeldunud doos (füüsikaline suurus): D
1 Gy = 1 J/kg
Ekvivalentdoos (võtab arvesse kiirguse liiki): HT
1 Sv [= 1 J/kg]:
Neeldunud doos x kiirgusfaktor
Efektiivdoos (arvestab koe eripära): E
1 Sv [= 1 J/kg]
Ekvivalentdoos x koefaktor
Kiirgusfaktorid
Kiirguse liik
Energia piirkond
Kiirgusfaktor WR
Footonid
kõik energiad
1
Elektronid ja müüonid
kõik energiad
1
< 10 keV
5
10 keV – 100 keV
10
100 keV – 2 MeV
20
2 MeV – 20 MeV
10
> 20 MeV
5
Prootonid
kõik energiad
5
α - osakesed, kildtuumad
kõik energiad
20
Neutronid
Koefaktorid
Kude või elund
Koefaktor WT
Sugunäärmed
0,20
Luuüdi
0,12
Käärsool (jämesoole alaosa)
0,12
Kops
0,12
Magu
0,12
Põis
0,05
Rinnad
0,05
Maks
0,05
Söögitoru
0,05
Kilpnääre
0,05
Nahk
0,01
Luuümbris
0,05
Muu
0,05
1 Sv on väga suur ühik!
Maailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a
Riskide hindamine
Risk = kiirgusefekti esinemise tõenäosus
Millistest efektidest on juttu?
“Kilpnäärmevähi juhud” ei ole sama, mis “suremus
kilpnäärmevähi tõttu”.
Riskihinnangutes lähtutakse suurtest doosidest;
ekstrapoleeritakse madalatele.
ICRP hinnatud riskid
Efekt
Populatsioo Ekspositn
siooni
periood
Tõenäosus
PärilikkusEfektid
Kogu
elanikkond
Eluaeg
1 %/Sv
(kõik
generatsioonid)
Surmav
kasvaja
Kogu
elanikkond
Eluaeg
5 %/Sv
Surmav
kasvaja
Töötav
elanikkond
Eluaastad
18-65
4 %/Sv
Tervise
halvenemine
Kogu
elanikkond
Eluaeg
7.3 %/Sv
Tervise
halvenemine
Töötav
elanikkond
Eluaastad
18-65
5.6 %/Sv
Mis juhtub väikeste dooside korral?
a)
b)
c)
d)
Lineaarne
Läviväärtus
Väiksem doos =
väiksem risk
doosiühiku kohta
Väiksem doos =
suurem risk
doosiühiku kohta
Kogukehakiiritus arvudes
Neeldunud
doos (Gy)
Asjassepuutuvad
organid
Sümptomid
1-10
Luuüdi
Leucopenia,
thrombopenia,
hemorrhage,
infections
10-50
Seedeelunkond
Diarrhoea,
fever,
electrolytic
imbalance
>50
Kesknärvisüsteem
Cramps,
tremor, ataxia,
lethargy,
impaired vision,
coma
Kogukehakiiritus arvudes (2)
Neeldunud
doos (Gy)
Ravi
Prognoos
1-10
Leukotsüütide ja Kuni
trombotsüütide
suurepärane
ülekanne.
Suremus
0-90%
Luuüdi
siiramine.
10-50
Leevendav
Väga halb
>50
Sümptomaatiline Lootusetu
90-100%
100%
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Kiirgusseadus
Riigi Teataja:
https://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006
NB! Ei reguleeri kiirgustegevusloa väliseid sündmusi/tegevusi:
par 1 lg 3
Käesolev seadus ei reguleeri radoonist tekitatud kiiritust eluruumides, kosmilisest
kiirgusest tekitatud kiiritust maapinnal ja inimtegevusest puutumatus maakoores
sisalduvatest radionukliididest tekitatud kiiritust maapinna kohal.
Kiirgusallikate liigitus
Allika ehituse järgi:
 Kinnine kiirgusallikas – allika ehitus välistab
radioaktiivsete ainete sattumise keskkonda
 Lahtine kiirgusallikas
Päritolu järgi:
 Looduslikud – u 80 % efektiivdoosist
 Tehislikud – u 20 % efektiivdoosist
Kiirgusohutuse tagamisel
lähtutakse põhimõtetest:
Õigustamine
Iga kiirgustegevus peab olema õigustatud:
kasuna ühiskonnale või üksikisikule, mis
korvab võimalikud tervisekahjud.
Optimeerimine
Iga kiirgustegevuse juures peab kiirgustasemed
hoidma võimalikult madalad, võttes arvesse ka
majandus- ja sotsiaaltegureid.
Piiramine
Elanike ja kiirgustöötajate saadud dooside
summa ei tohi ületada kehtestatud piirmäärasid.
Doosi piirmäärad
Vabariigi Valitsuse määruse kohaselt:
(https://www.riigiteataja.ee/akt/758078)
Kiirgustöötaja
Kiirgustöötaja poolt viie järjestikuse aasta jooksul saadud efektiivdoosi piirmäär on
100 millisiivertit tingimusel, et ühe aasta jooksul saadud efektiivdoos ei ole suurem
kui 50 millisiivertit.
Elanik
Elaniku poolt ühe aasta jooksul kiirgustegevustest saadava efektiivdoosi piirmäär on
1 millisiivert.
Lisaks on kehtestatud silma, naha ja jäsemete (ainult
kiirgustöötajatel) ekvivalentdooside piirmäärad.
Mis on mis?
Ioniseeriva kiirguse allikad,
looduslikud ja tehislikud.
Bioloogilised efektid,
stohhastilised ja deterministlikud.
Efektiivdoos.
Mida seadus/määrus reguleerib?
Mille osas tähelepanelik olla?
Seadus saab reguleerida ja ise saame
tähelepanelikud olla ainult nende nähtuste
suhtes, mida oskame
mõõta!
Aktiivsus
Doosikiirus
Kiirgustöötaja aastane efektiivdoos
Jne
Kas asutuses üldse on kiirgussaaste tuvastamist võimaldavaid
seadmeid?
Termoluminestsentsdosimeetri
(TLD) näide
Filmdosimeetri näide
(Eestis praegu ei kasutata)
Töökeskkonna seiramiseks,
näiteks
o
o
o
o
Integreerivad Rn detektorid
Pinnasaaste „loendurid“
Dosimeetrid
Portatiivsed spektromeetrid
Enamikel juhtudel tasub abi ja nõu saamiseks
esmalt pöörduda Keskkonnaameti
Kiirgusosakonda:
http://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/
kiirgus-3/
Meditsiin
Kiirgustöötajad
+ Kannavad TLD isikudosimeetreid
Mittekiirgustöötajad
- Ei kontrollita
Tööstus ja teenindus
Kiirgustegevusluba omavad ettevõtted:
+ Töö- ja keskkonnaohutusspetsialist
- „Tavaline“ töötaja ja tema töökultuur?
Kiirgustegevusloata ettevõtted
Mitmed reguleerimata valdkonnad:
Lennundus
Veepuhastusjaamad
vms
Teadusasutused
Tööohutuskultuur väga varieeruv!!
Kasulikud materjalid
Eesti-inglise kiirguskaitsesõnastik
http://www.kiirguskeskus.ee/image/avalik/sonastik.pdf
Ioniseeriv kiirgus ja inimene kiirgusväljas
http://www.kiirguskeskus.ee/image/uudis/inforaamat_est.pdf
Keskkonnaameti Kiirgusosakonna veebileht
http://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/kiirgus-3/
Kiirgusseadus Riigi Teatajas
https://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006
Raamat „Kiirgus, inimesed ja keskkond“
http://www.kiirguskeskus.ee/image/kiirguskeskond.pdf
Radoon (infovoldik)
http://www.kiirguskeskus.ee/image/radoon_booklet.pdf
Rahvusvahelise Aatomienergiaagentuuri veebileht
http://www.iaea.org
Aitäh!
KÜSIMUSI?